A roda foi uma das invenções mais importantes da história da humanidade. E quantas e quantas vezes, ao longo dos anos, reinventamos o design desse objeto, não é mesmo? Inclusive, recentemente, um grupo de cientistas sul-coreanos escreveu o mais novo capítulo dessa história, apresentando uma proposta de roda cuja tecnologia pode superar obstáculos como escadas e trilhas de pedras, surpreendentemente, mudando sua rigidez em tempo real. É a engenharia quebrando barreiras do que acreditávamos ser possível!

Neste artigo do Engenharia 360, vamos explorar como esse avanço tecnológico impressionante pode transformar a maneira como interagimos com os ambientes e como nos movemos neles. Confira!

A inspiração por trás da roda metamórfica

‘Roda metamórfica’, assim é chamado esse novo modelo de design desenvolvido pelos engenheiros do Instituto Coreano de Máquinas e Materiais. Eles procuravam uma solução para melhorar a mobilidade de sistemas robóticos e de transporte - particularmente aqueles que enfrentam o desafio de superar obstáculos. Curiosamente, eles encontraram inspiração na tensão superficial das gotas de água para desenhar essa forma esférica capaz de resistir a condições adversas.

Explicando melhor, ao aplicar esse conceito de design na engenharia de rodas, o que esses cientistas conseguiram foi desenvolver uma estrutura que pode mudar entre estados rígidos e flexíveis, a depender do terreno. Então, fica rígida por passar rápido em terrenos planos e flexível ao rodar sobre obstáculos. Isso só é possível porque essa roda metamórfica é composta por “elos inteligentes”, que se juntam para aumentar ou diminuir a rigidez da roda conforme o necessário.

O funcionamento desse novo design de roda

Vale destacar que essa incrível roda desenhada pelos sul-coreanos é composta por uma corrente, que forma a borda externa, e cubo com raios de arame. Aliás, a rigidez dessa roda é justamente "ajustada", por assim dizer, através da tensão superficial da estrutura aplicada aos raios.

Quando a distância entre as extremidades da roda aumenta, os elos da corrente são puxados para dentro, tornando a roda rígida e adequada para superfícies planas. Quando a distância diminui, a tensão é reduzida, permitindo que a estrutura se expanda e a roda se torne mais flexível, pronta para superar obstáculos como pedras ou degraus.

Tal mecanismo inovador foi testado com sucesso em cadeira de rodas e em veículos de quatro rodas, demonstrando sua capacidade e eficiência. Especialistas garantem que estamos diante de um grande avanço em relação aos sistemas tradicionais, como pneus sem ar, que enfrentam limitações na capacidade de superar obstáculos.

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São vantagens da roda metamórfica em relação às rodas tradicionais:

• Supera obstáculos até 1,3 vezes maiores que seu próprio raio.
• Mantém alta eficiência em superfícies planas.
• Combina mobilidade avançada com eficiência, superando limitações de robôs quadrúpedes e bípedes.
• Design modular permite uso em cadeiras de rodas, veículos autônomos e robôs industriais. Mais eficiente em terrenos suaves do que robôs que andam.

As possíveis aplicações práticas da roda metamórfica

1. Cadeiras de rodas

Cadeiras de rodas avançadas, capazes de subir escadas com degraus de até 18 cm de altura, permitindo que pessoas com mobilidade reduzida possam se deslocar com mais facilidade, atravessando terrenos urbanos desafiadores.

2. Veículos autônomos

Veículos autônomos para o setor de logística, voltados à entrega de mercadorias, também subindo escadas sem dificuldade.

3. Robôs móveis

Robôs móveis projetados para ambientes desafiadores, como enfrentados em exercícios militares e industriais, onde os dispositivos precisam realizar manobras ousadas com extrema estabilidade, sem limitações de locomoção.

O futuro da mobilidade com a roda metamórfica

Os sul-coreanos reconhecem que, apesar do potencial do seu projeto, ainda existem desafios a serem superados em termos de design e engenharia. Ainda é preciso entender como acabar com o acúmulo de sujeira que se acumula nas fendas dessa roda metamórfica, que pode diminuir seu funcionamento ao longo do tempo. Uma possibilidade é acrescentar uma cobertura flexível, protegendo essas áreas expostas e garantindo a durabilidade e eficácia da roda. O processo de aprimoramento é contínuo!

À medida que as tecnologias evoluírem, podemos testemunhar mais inovações e melhorias nesse campo. O objetivo final é tornar esse modelo de roda viável para velocidades até 100 km/h - semelhante à velocidade média de um carro. Com isso, podemos entrar em uma nova era na engenharia de mobilidade; transformando a forma sem precedentes como projetamos veículos pessoais e comerciais; gerando sistemas de transporte mais ágeis, inclusivos, capazes de navegar por ruas e terrenos difíceis sem a necessidade de infraestrutura adaptada.

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Fontes: Fast Company, G1, Inovação Tecnológica, Matéria Prima Comunica.

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Eduardo Mikail

Somos uma equipe de apaixonados por inovação, liderada pelo engenheiro Eduardo Mikail, e com “DNA” na Engenharia. Nosso objetivo é mostrar ao mundo a presença e beleza das engenharias em nossas vidas e toda transformação que podem promover na sociedade.